We demonstrate quasi-continuous-wave lasing in solvent-free liquid organic semiconductor distributed feedback lasers based on a blend containing a liquid 9-(2-ethylhexyl)carbazole host doped with a blue-emitting heptafluorene derivative. The liquid gain medium is bubbled with either oxygen or nitrogen in order to investigate the role of a triplet quencher such as molecular oxygen on the quasi-continuous-wave lasing properties of organic semiconductor lasers. The oxygenated laser device exhibits a low threshold of 2 μJ cm−2, which is lower than that measured in the nitrogenated device and is independent of the repetition rate in a range between 0.01 and 4 MHz.

1.
F.
Hide
,
M. A.
Diaz-Garcia
,
B. J.
Schwartz
,
M.
Andersson
,
Q.
Pei
, and
A. J.
Heeger
,
Science
273
,
1833
(
1996
).
2.
N.
Tessler
,
G. J.
Denton
, and
R. H.
Friend
,
Nature
382
,
695
(
1996
).
3.
I. D. W.
Samuel
and
G.
Turnbull
,
Chem. Rev.
107
,
1272
(
2007
).
4.
S.
Chénais
and
S.
Forget
,
Polym. Int.
61
,
390
(
2012
).
5.
A.
Rose
,
Z. G.
Zhu
,
C. F.
Madigan
,
T. M.
Swager
, and
V.
Bulovic
,
Nature
434
,
876
(
2005
).
6.
Y.
Yang
,
G.
Turnbull
, and
I. D. W.
Samuel
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
163306
(
2008
).
7.
O. G.
Peterson
,
S. A.
Tuccio
, and
B. B.
Snavely
,
Appl. Phys. Lett.
17
,
245
(
1970
).
8.
Y.
Zhang
and
S. R.
Forrest
,
Phys. Rev. B
84
,
241301
(
2011
).
9.
M.
Inoue
,
T.
Matsushima
,
H.
Nakanotani
, and
C.
Adachi
,
Chem. Phys. Lett.
624
,
43
(
2015
).
10.
L.
Zhao
,
M.
Inoue
,
K.
Yoshida
,
A. S. D.
Sandanayaka
,
J. H.
Kim
,
J. C.
Ribierre
, and
C.
Adachi
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
22
,
1300409
(
2016
).
11.
S.
Schols
,
A.
Kadashchuk
,
P.
Heremans
,
A.
Helfer
, and
U.
Scherf
,
Chem. Phys. Chem.
10
,
1071
(
2009
).
12.
T.
Rabe
,
K.
Gerlach
,
T.
Riedl
,
H. H.
Johannes
,
W.
Kowalsky
,
J.
Niederhofer
,
W.
Gries
,
J.
Wang
,
T.
Weimann
,
P.
Hinze
,
F.
Galbrecht
, and
U.
Scherf
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
081115
(
2006
).
13.
A. S. D.
Sandanayaka
,
K.
Yoshida
,
M.
Inoue
,
C.
Qin
,
K.
Goushi
,
J. C.
Ribierre
,
T.
Matsushima
, and
C.
Adachi
, “
Quasi-Continuous-Wave Organic Thin-Film Distributed Feedback Laser
,”
Adv. Opt. Mater.
(published online).
14.
R.
Bornemann
,
E.
Thiel
, and
P. H.
Bolivar
,
Opt. Express
19
,
26382
(
2011
).
15.
S. S.
Babu
and
T.
Nakanishi
,
Chem. Commun.
49
,
9373
(
2013
).
16.
B. A.
Kamino
,
T. P.
Bender
, and
R. A.
Klenker
,
J. Phys. Chem. Lett.
3
,
1002
(
2012
).
17.
J. C.
Ribierre
,
T.
Aoyama
,
T.
Muto
,
Y.
Imase
, and
T.
Wada
,
Org. Electron.
9
,
396
(
2008
).
18.
J. C.
Ribierre
,
T.
Aoyama
,
T.
Kobayashi
,
T.
Sassa
,
T.
Muto
, and
T.
Wada
,
J. Appl. Phys.
102
,
033106
(
2007
).
19.
J. C.
Ribierre
,
T.
Aoyama
,
T.
Muto
, and
P.
André
,
Org. Electron.
12
,
1800
(
2011
).
20.
D.
Xu
and
C.
Adachi
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
053304
(
2009
).
21.
E. Y.
Choi
,
L.
Mager
,
T. T.
Cham
,
K. D.
Dorkenoo
,
A.
Fort
,
J. W.
Wu
,
A.
Barsella
, and
J. C.
Ribierre
,
Opt. Express
21
,
11368
(
2013
).
22.
J. H.
Kim
,
M.
Inoue
,
L.
Zhao
,
T.
Komino
,
S. M.
Seo
,
J. C.
Ribierre
, and
C.
Adachi
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
053302
(
2015
).
23.
J. C.
Ribierre
,
L.
Zhao
,
M.
Inoue
,
P. O.
Schwartz
,
J. H.
Kim
,
K.
Yoshida
,
A. S. D.
Sandanayaka
,
H.
Nakanotani
,
L.
Mager
,
S.
Méry
, and
C.
Adachi
,
Chem. Commun.
52
,
3103
(
2016
).
24.
E. Y.
Choi
,
L.
Mazur
,
L.
Mager
,
M.
Gwon
,
D.
Pitrat
,
J. C.
Mulatier
,
C.
Monnereau
,
A.
Fort
,
A. J.
Attias
,
K.
Dorkenoo
,
J. E.
Kwon
,
Y.
Xiao
,
K.
Matczyszyn
,
M.
Samoc
,
D. W.
Kim
,
A.
Nakao
,
B.
Heinrich
,
D.
Hashizume
,
M.
Uchiyama
,
S. Y.
Park
,
F.
Mathevet
,
T.
Aoyama
,
C.
Andraud
,
J. W.
Wu
,
A.
Barsella
, and
J. C.
Ribierre
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
16941
(
2014
).
25.
R.
Anemian
,
J. C.
Mulatier
,
C.
Andraud
,
O.
Stephan
, and
J. C.
Vial
,
Chem. Commun.
15
,
1608
(
2002
).
26.
S. J.
Choi
,
P. J.
Yoo
,
S. J.
Baek
,
T. W.
Kim
, and
H. H.
Lee
,
J. Am. Chem. Soc.
126
,
7744
(
2004
).
27.
J. H.
Kim
,
M. J.
Han
, and
S.
Seo
,
J. Polym. Sci. Part B
53
,
453
(
2015
).
28.
L.
Zhao
,
T.
Komino
,
M.
Inoue
,
J. H.
Kim
,
J. C.
Ribierre
, and
C.
Adachi
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
063301
(
2015
).
29.
J. C.
Ribierre
,
G.
Tsiminis
,
S.
Richardson
,
G. A.
Turnbull
,
I. D. W.
Samuel
,
H. S.
Barcena
, and
P. L.
Burn
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
081108
(
2007
).
30.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4952970 for a characterization of the triplet losses and the determination of the threshold in the quasi-cw regime.
31.
C.
Kamutsch
,
C.
Gyrtner
,
V.
Haug
,
U.
Lemmer
,
T.
Farrell
,
B. S.
Nehls
,
U.
Scherf
,
J.
Wang
,
T.
Weimann
,
G.
Heliotis
,
C.
Pflumm
,
J. C.
deMello
, and
D. D. C.
Bradley
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
201108
(
2006
).
32.
G.
Tsiminis
,
J. C.
Ribierre
,
A.
Ruseckas
,
H. S.
Barcena
,
G. J.
Richards
,
G. A.
Turnbull
,
P. L.
Burn
, and
I. D. W.
Samuel
,
Adv. Mater.
20
,
1940
(
2008
).
33.
G.
Tsiminis
,
Y.
Wang
,
P. E.
Shaw
,
A. L.
Kanibolotsky
,
I. F.
Perepichka
,
M. D.
Dawson
,
P. J.
Skabara
,
G. A.
Turnbull
, and
I. D. W.
Samuel
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
243304
(
2009
).
34.
A. E.
Vasdekis
,
G.
Tsiminis
,
J. C.
Ribierre
,
L.
O'Faolain
,
T. F.
Krauss
,
G. A.
Turnbull
, and
I. D. W.
Samuel
,
Opt. Express
14
,
9211
(
2006
).
35.
H. L.
Chen
,
Y. F.
Huang
,
C. P.
Hsu
,
T. S.
Lim
,
L. C.
Kuo
,
M. K.
Leung
,
T. C.
Chao
,
K. T.
Wong
,
S. A.
Chen
, and
W.
Fann
,
J. Phys. Chem. A
111
,
9424
(
2007
).
36.
T.
Gallavardin
,
C.
Armagnat
,
O.
Maury
,
P. L.
Baldeck
,
M.
Lindgren
,
C.
Monnereau
, and
C.
Andraud
,
Chem. Commun.
48
,
1689
(
2012
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.